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《汽車機(jī)械基礎(chǔ)任務(wù)7 構(gòu)件的力學(xué)分析.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在PPT專區(qū)-天天文庫。
1、任務(wù)7構(gòu)件的力學(xué)分析任務(wù)目標(biāo)了解工程力學(xué)的基本概念；掌握剛體在力系作用下的平衡條件；熟練掌握典型構(gòu)件在外力作用下的變形和失效規(guī)律；重點(diǎn)掌握各種汽車零件的強(qiáng)度分析方法。任務(wù)7構(gòu)件的力學(xué)分析汽車在高速行駛的過程中，車上的構(gòu)件承受著復(fù)雜的作用力，同時(shí)存在多樣的變形，對于一名汽車設(shè)計(jì)師或維修工程師而言，必須考慮汽車的安全性和可靠性，如怎樣計(jì)算汽車轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)矩，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)能提供的最大驅(qū)動(dòng)力矩是多少，傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)成空心是否合理，傳動(dòng)軸直徑設(shè)計(jì)成多大才安全，制動(dòng)踏板在制動(dòng)時(shí)是否達(dá)到強(qiáng)度要求等。這些問題均可以利用工程力學(xué)知識(shí)進(jìn)行解答。1997年9月，錢學(xué)森院士說過“工
2、程力學(xué)走過了從工程設(shè)計(jì)的輔助手段到中心主要手段，不是唱配角而是唱主角了”。工程力學(xué)是研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)和桿件彈性變形一般規(guī)律的科學(xué)，既是許多工程學(xué)科的基礎(chǔ)，也可以獨(dú)立解決工程問題。汽車工程師必須考慮汽車的安全性和可靠性，如怎樣計(jì)算汽車轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)矩，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在特定速度下能提供的最大驅(qū)動(dòng)力矩是多少，傳動(dòng)軸直徑設(shè)計(jì)成多大才安全，傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)成空心是否合理，驅(qū)動(dòng)橋在惡劣工況下能承受多大的彎矩等。這一系列問題均可以利用工程力學(xué)知識(shí)進(jìn)行解答。能力目標(biāo)1.能對各種汽車構(gòu)件進(jìn)行靜力學(xué)分析；2.能分析各種汽車零件的強(qiáng)度問題。知識(shí)目標(biāo)1.正確描述力矩、力偶矩；2.正確描述
3、平面力系的平衡條件；3.正確描述各種基本變形的受力特點(diǎn)；4.正確描述拉伸與壓縮、剪切與擠壓、扭轉(zhuǎn)與彎曲的強(qiáng)度計(jì)算。項(xiàng)目目標(biāo)任務(wù)7.1汽車構(gòu)件的靜力學(xué)分析任務(wù)1.1畫受力圖任務(wù)描述如圖1.1所示結(jié)構(gòu)，AB桿中點(diǎn)作用力F,桿AB、BC不計(jì)自重，桿BC在B端受到中間鉸鏈約束。試確定AB、BC桿的受力圖？圖1.1受約束桿件任務(wù)實(shí)施1.畫桿BC的受力圖2.畫桿AB的受力圖步驟同上剛體是一種理想化的力學(xué)模型。一個(gè)物體能否視為剛體，不僅取決于變形的大小，而且和問題本身的要求有關(guān)。剛體——在外界的任何作用下形狀和大小都始終保持不變的物體?；蛘咴诹Φ淖饔孟?，任意兩點(diǎn)間
4、的距離保持不變的物體。平衡——平衡是物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的特殊形式，是指物體相對地球處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。力——力是物體相互間的機(jī)械作用，其作用結(jié)果使物體的形狀和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變。相關(guān)知識(shí)——靜力學(xué)基本概念確定力的必要因素力的三要素大小方向作用點(diǎn)力的效應(yīng)外效應(yīng)—改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的效應(yīng)內(nèi)效應(yīng)—引起物體變形的效應(yīng)力的表示法——力是一矢量，用帶箭頭的線段來表示，如圖。F力的單位——在國際單位制中，力的單位是牛頓(N)1N=1公斤?米/秒2（kg?m/s2)。相關(guān)知識(shí)——靜力學(xué)基本概念力系——作用于同一物體或物體系上的一群力。等效力系——對物體的作用效果相同的
5、兩個(gè)力系。平衡力系——能使物體維持平衡的力系。合力——在特殊情況下，能和一個(gè)力系等效的一個(gè)力。相關(guān)知識(shí)——靜力學(xué)基本概念公理一(二力平衡公理)作用于剛體上的兩個(gè)力，使剛體處于平衡狀態(tài)的充要條件是：這兩個(gè)力大小相等、方向相反、且作用在同一直線上。公理二(加減平衡力系公理)在作用著已知力系的剛體上，加上或減去任意平衡力系，都不會(huì)改變原力系對剛體的作用效果。相關(guān)知識(shí)——靜力學(xué)公理推論(力的可傳性原理)作用于剛體上某點(diǎn)的力，可以沿其作用線移動(dòng)到剛體上的任一點(diǎn)，，而不改變它對該剛體的作用效果。==FAF2F1FABF1ABA公理三(力平行四邊形公理)作用于物體
6、上同一點(diǎn)的兩個(gè)力的合力也作用于該點(diǎn)，且合力的大小和方向可用這兩個(gè)力為鄰邊所作的平行四邊形的對角線來確定。F1F2R矢量表達(dá)式：R=F1+F2即，合力為原兩力的矢量和。推論(三力平衡匯交原理)剛體受不平行三個(gè)力作用而平衡時(shí)這三個(gè)力的作用線必在同一平面內(nèi)且匯交于一點(diǎn)。F1F3R1F2A=證明：A3F1F2F3A3AA2A1公理四(作用和反作用公理)兩個(gè)物體之間的作用力與反作用力總是成對出現(xiàn)，且大小相等，方向相反，沿著同一直線，但分別作用在這兩個(gè)物體上。任務(wù)1.2用平面匯交力系平衡條件求未知力任務(wù)描述任務(wù)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)鑒定標(biāo)準(zhǔn)1.認(rèn)識(shí)平面匯交力系2.能利用匯
7、交平衡條件求未知力1.力在坐標(biāo)軸上的投影方法2.平面匯交力系的平衡條件應(yīng)知：力的投影及平面匯交力系平衡條件應(yīng)會(huì)：用平面匯交力系平衡條件求未知力任務(wù)分析任務(wù)實(shí)施1.力在坐標(biāo)軸上的投影相關(guān)知識(shí)2.平面匯交力系的平衡條件平面匯交力系的平衡條件為：力系中各力在每個(gè)坐標(biāo)軸上投影的代數(shù)和都等于零。即：相關(guān)知識(shí)式（1-4）稱為平面匯交力系的平衡方程。任務(wù)1.3認(rèn)識(shí)力偶矩任務(wù)描述右圖所示為駕駛員雙手操作轉(zhuǎn)向盤的示意圖，現(xiàn)對其操作分析如下：問題一：駕駛員雙手如何用力才能保持轉(zhuǎn)向盤靜止不動(dòng)？問題二：駕駛員雙手如何用力才能使轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)？問題三：如果駕駛員雙手施加的力增大一
8、倍，雙手之間的距離減少一半，轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)有無變化？任務(wù)分析任務(wù)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)鑒定標(biāo)準(zhǔn)1.正確描述力矩的應(yīng)用2.
